Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Analoge Temperaturstabilisierung


von DerErwärmer (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich suche nach einer möglichst einfachen Möglichkeit, eine Metallplatte 
auf 35 °C +- 1 Kelvin zu erwärmen (ca. 200 g Alu, 3 mm dick). Das ganze 
wäre trivial mit einem Komperator und einem Thermistor gelöst, 
dummerweise führt das dazu, dass die Schaltung an/aus schaltet und die 
Schaltflanken die Messung, die auf der Metallplatte abläuft stören.
Daher suche ich eine Möglichkeit, das ganze linear zu regeln, die Ströme 
sollen sich also langsam ändern und es soll kein ein/aus geben. 
Superschnell muss es nicht sein, Heizung selbst ist eine normale 
Widerstands-Heizfolie.
Hat jemand da eine einfache analoge Idee?

von Komparator (Gast)


Lesenswert?

DerErwärmer schrieb:
> Komperator

Was ist ein Komperator?
Falls du einen Komparator meinen solltest, dann kannst du den durch 
einen Opamp ersetzen und die Verstärkung (P, I und D- Anteile) 
entsprechend sinnvoll einstellen. Fertig.

von stets stetig (Gast)


Lesenswert?

Komparator schrieb:
> Falls du einen Komparator meinen solltest, dann kannst du den durch
> einen Opamp ersetzen

Der Ausgang steuert dann aber keinen Schalter, sondern ein stetiges 
Stellglied an. Und das dürfte die größere Baustelle sein.

von Ingo (Gast)


Lesenswert?

Kleinen AVR? Temperatur messen, Interpretieren, Heizleistung hoch, 
warten und von vorne.
Lange zeitkonstante lassen sich schlecht mit analogen Sachen einstellen, 
hierfür eignet sich n Controller besser!

Ingo

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Ingo schrieb:
> Lange zeitkonstante lassen sich schlecht mit analogen Sachen einstellen,
> hierfür eignet sich n Controller besser!
>
> Ingo

Ach was. Es kommt ja nur drauf an, daß die Schaltung nicht schwingt. 
Deshalb den Aufbau möglichst so wählen, daß die Verzögerungszeit 
zwischen Heizer und Fühler minimiert wird. Obendrein die 
Schleifenverstärkung nicht zu hoch. Tja, Regelungstechnik eben...

stets stetig schrieb:
> Der Ausgang steuert dann aber keinen Schalter, sondern ein stetiges
> Stellglied an. Und das dürfte die größere Baustelle sein.

Wiederum nö.
Einfach einige fette Leistungs-FET's nehmen, parallel schalten (ggf. 1 
Ohm jeweils zwischen Sources und Gnd schalten zwecks Egalisierung) und 
direkt mit an die Aluplatte schrauben. Die heizen dann eben gleich mit.

W.S.

von Anja (Gast)


Lesenswert?

DerErwärmer schrieb:
> schaltet und die
> Schaltflanken die Messung, die auf der Metallplatte abläuft stören.

Was stört: die elektrischen Schaltflanken oder die thermische.

Wie schnell ist die Messung. Würde eine PWM mit exakt vielfacher 
Frequenz der Messdauer auch stören?

W.S. schrieb:
> Einfach einige fette Leistungs-FET's nehmen

Eine punktuelle Erwärmung ist keine gute Idee. Da gibt es einfach zu 
große Temperaturunterschiede zwischen Rand der Heizplatte und den FETs. 
Die Heizfolie ist schon richtig.

Wenn keine PWM möglich ist: warum nicht ein Labornetzteil mit 
programmierbarer Sollwertvorgabe verwenden?

Gruß Anja

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


Lesenswert?

Besagter PID-Regler sollte dein Problem lösen, es ist kein Problem, den 
laufen zu lassen, selbst wenn dessen Zeitkonstanten schneller sind, als 
die thermische vom Alublock. Du kannst auch eine PWM machen, und 
beispielsweise den Strom abschalten, die Messung starten und nach deren 
Ende die Heizung wieder freigeben. Ich weiß nicht, wie schnell / häufig 
deine Messung stattfindet, aber hier im Labor haben wir Öfen für 
Chemieversuche, die aus nem ca. 2kg Alublock bestehen, deren Heizung 
etwa 1sek PWM-Frequenz hat. Deren Temperatur schwankt in der Zeit <<0,1k 
und die halten auch die eingestellte Temperatur über Tage / Wochen sehr 
präzise.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

> Daher suche ich eine Möglichkeit, das ganze linear zu regeln, die Ströme
> sollen sich also langsam ändern und es soll kein ein/aus geben

Dann muss der Kühlkörper am Transistor fast so gross wie deien Aluplatte 
sein.

http://www.rn-wissen.de/index.php/Regelungstechnik

Ein NTC als Tempsesor und ein Leistungs-OpAmp als letzter OpAmp zur 
Versorgung der Heizfolie.

von Rainer (Gast)


Lesenswert?

Guten Morgen,

ich weiß jetzt natürlich nicht ob das möglich ist, aber
hast du dir schonmal überlegt das ganze mit einer Konstantstromquelle 
(z.B. mit OPV als Spannungsfolger und Transistor/MOSFET) zu machen?
Sollte bei einer Widerstandsfolie eigentlich kein Problem sein. Referenz 
über einen Spannungsteiler (der auf einen PTC/NTC abgestimmt ist) 
einstellen und fertig.

Gruß Rainer

von Erich (Gast)


Lesenswert?

>einer möglichst einfachen Möglichkeit,
>eine Metallplatte auf 35 °C +- 1 Kelvin zu erwärmen

Ja, klar daß hier aufwändige Schaltungen mit Sensoren, 
Konstanstromquellen und DSP-Prizessoren als Lösungsansätze vorherrschen.

Aber es gibt auch einen anderen Zauber !
Gibt man bei GOOGLE folgende Suchabfrage ein:
   Selbstregelndes Heizband

Gruss

von Henrik (Gast)


Lesenswert?

Thermistor, 2xR und einen Leistungsdarlington zusammen mit auf den Block 
kleben?

http://ebookbrowse.com/simple-crystal-oven-pdf-d275416684

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@  DerErwärmer (Gast)

>Daher suche ich eine Möglichkeit, das ganze linear zu regeln, die Ströme
>sollen sich also langsam ändern und es soll kein ein/aus geben.
>Superschnell muss es nicht sein, Heizung selbst ist eine normale
>Widerstands-Heizfolie.
>Hat jemand da eine einfache analoge Idee?

Operationsverstärker als PI-Regler, dahinter ein passender 
Leistungsstransistor als Stromverstärker.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

2. Bild rechts

von DerErwärmer (Gast)


Lesenswert?

Hallo Frank,

klingt gut, nur finde ich das Bild nicht, was Du meinst.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Mist, falscher Link.

http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Integrierer

Schlafwandelnde Grüße

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.